COP 3 diễn ra tháng 12 năm 1997 tại Kyoto, Nhật Bản. Sau các cuộc thương thảo quyết liệt, nó đã thông qua Nghị định thư Kyoto, thứ vạch ra các nghĩa vụ giảm phát thải khí nhà kính cho các quốc gia Phụ lục I, cùng với thứ được gọi là các cơ chế Kyoto như mua bán phát thải, cơ chế phát triển sạch và việc thực thi cùng nhau. Các quốc gia công nghiệp hóa nhất và một số nền kinh tế trung Âu đang trong thời kì quá độ (tất cả được liệt kê là các quốc gia Phụ lục B) chấp thuận việc giảm ràng buộc về mặt pháp lý lượng phát thải khí nhà kính với mức giảm trung bình 6 tới 8% dưới mức năm 1990 từ trong khoảng thời gian 2008–2012, được gọi là giai đoạn ngân sách phát thải đầu tiên. Mỹ được yêu cầu giảm lượng phát thải trung bình 7% thấp hơn mức năm 1990; tuy nhiên Quốc hội không phê chuẩn hiệp ước này sau khi Clinton ký nó. Chính phủ Bush chính thức không chấp thuận nghị định thư vào năm 2001.